本帖最后由 xukun977 于 2020-3-28 09:02 编辑
问题的提出:
从中学物理开始,就说导体靠自由电子导电的,那么钨丝灯泡靠什么做功发热的?
答案是钨丝靠的是空穴发热而发光的。判断依据是钨丝的霍尔系数RH=+1.18*10^-4,而铜是-0.55*10^-4!所以铜中主要载流子是不出所料的电子。
霍尔效应在半导体中研究中同样有用。这里先给出霍尔系数的推导!
霍尔测量洋品的形状如下图,很长很薄的样品上,连接出6个接线柱A,B,C,D,E,F,其中A和B接在恒流源I上,C和D以及E,F接理想电压表(理论上不能吸收电流)。
直角坐标系见图中左下角,其中Z的正方向,是垂直于电脑屏幕向外的!!!
电流I是由于电子以平均速度v由B向A运动形成的,如果对此半导体样品施加指向+Z方向的DC磁场,那么这些平均电子上受力F=-qv×B,电子将向-y方向运动,因为在y方向上没有直流通路,于是F上只能积累负电荷,E上积累正电荷。于是积累的电荷将建立起电场,方向是从E指向F,对电子来说,电场想让电子沿+y方向运动,而磁场力的方向完全相反。 可以想象,当电荷积累到一定程度,电场力和磁场力将建立起平衡,也就说到了稳态,此时二者平衡:
如果把vx写成电流密度的表达式,可以得到霍尔系数的表达式RH=-1/nq
如果用迁移率表示Vx,可得迁移率测量公式:
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